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Text File  |  1997-10-14  |  37KB  |  953 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4. Network Working Group                                   Muneyoshi Suzuki
  5. INTERNET DRAFT                                                       NTT
  6. Expires April 14, 1998                                  October 14, 1997
  7.  
  8.  
  9.             Architecture of the Resource Reservation Service
  10.                       for the Commercial Internet
  11.                 <draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt>
  12.  
  13. Status of this Memo
  14.  
  15.    This document is an Internet-Draft.  Internet-Drafts are working
  16.    documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its areas,
  17.    and its working groups.  Note that other groups may also distribute
  18.    working documents as Internet-Drafts.
  19.  
  20.    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
  21.    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
  22.    time.  It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
  23.    material or to cite them other than as "work in progress".
  24.  
  25.    To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  26.    "1id-abstracts.txt" listing contained in the Internet-Drafts Shadow
  27.    Directories on ftp.is.co.za (Africa), nic.nordu.net (Europe),
  28.    munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East Coast), or
  29.    ftp.isi.edu (US West Coast).
  30.  
  31.  
  32. Abstract
  33.  
  34.    The purpose of this document is to clarify the architecture that
  35.    should be used for the resource reservation service for the
  36.    commercial Internet.
  37.  
  38.    First, this document explains the basis of the tariff for current
  39.    telecommunication and Internet services.  Then it clarifies problems
  40.    in the billing for Internet service, and describes how billing can be
  41.    improved by using the resource reservation setup protocol.  Finally,
  42.    it also studies technical and application models for a commercial
  43.    resource reservation service model, and clarifies an architecture for
  44.    the resource reservation setup protocol.
  45.  
  46.  
  47. 1. Introduction
  48.  
  49.    With the development of new multimedia applications, such as voice,
  50.    audio, picture, and video communication, the demands on the resource
  51.    reservation service are increasing, especially as Internet traffic
  52.  
  53.  
  54.  
  55. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 1]
  56.  
  57. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  58.  
  59.  
  60.    volume grows explosively due to these applications.  Therefore,
  61.    tariff systems for Internet service have tended to adopt measured
  62.    rate billing, and the resource reservation setup protocol [1, 2] is
  63.    increasingly important as a method for implementing measured rate
  64.    billing.  The resource reservation setup protocol must support
  65.    billing if it is to be applied to the commercial Internet, especially
  66.    measured rate billing between interconnected Internet Service
  67.    Providers (ISPs) is needed.
  68.  
  69.    The purpose of this document is to clarify the architecture that
  70.    should be used for the resource reservation service for the
  71.    commercial Internet.  First, this document explains the basis of the
  72.    tariff for current telecommunication and Internet services.  Then it
  73.    clarifies problems in the billing for Internet service, and describes
  74.    how billing can be improved by using the resource reservation setup
  75.    protocol.  Finally, it also studies technical and application models
  76.    for a commercial resource reservation service model, and clarifies an
  77.    architecture for the resource reservation setup protocol.
  78.  
  79.    Incidentally, it is essential to examine billing based on business
  80.    administration issues, not technical ones.  For example, on a
  81.    telephone service, it technically makes sense to charge the caller
  82.    when the user being called is on another line.  This is because,
  83.    telephone switches were in operation when they notified the caller
  84.    that the number he called was busy.  However, such a billing policy
  85.    is contrary to the customs of business. Readers should note that the
  86.    billing problems and solutions discussed in this document are not
  87.    only based on the technical viewpoint.
  88.  
  89.  
  90. 2. The Basis of the Tariff
  91.  
  92.    Basic elements that determine the network tariff are distance,
  93.    bandwidth, time, and information volume.  In many cases, the network
  94.    tariff reflects the link cost to some extent.
  95.  
  96.    In this document, distance means the distance between the regions
  97.    where users call from and to, not the actual length of the physical
  98.    links that connect users.  In actual communication, a route depends
  99.    on network situations, so a charge based on the physical link
  100.    distance is inappropriate.
  101.  
  102.  
  103. 2.1 The Tariff in Telecommunication Services
  104.  
  105.    Classifications of the basic styles of tariff systems in
  106.    telecommunication services and some examples are shown below.  The
  107.    following classifications do not cover applied billing styles, for
  108.  
  109.  
  110.  
  111. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 2]
  112.  
  113. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  114.  
  115.  
  116.    example contents-based charging or premium charging such as the Dial
  117.    Q2 service of NTT, or the 900 telephone service.
  118.  
  119.    o Flat-rate billing
  120.  
  121.      - Leased line
  122.        In most cases, the tariff is based on distance and bandwidth.
  123.  
  124.      - PVC-based frame relay and ATM
  125.        In most cases, the tariff is based on distance and bandwidth.
  126.  
  127.    o Measured-rate billing
  128.  
  129.      - Telephone
  130.        In most cases, the tariff is based on distance and time.
  131.  
  132.      - Circuit switching
  133.        In most cases, the tariff is based on distance, bandwidth, and
  134.        time.
  135.  
  136.      - SVC-based frame relay and ATM
  137.        In most cases, the tariff is based on distance, bandwidth, and
  138.        time, or information volume.
  139.  
  140.      - X.25 packet switching
  141.        In most cases, the tariff is based on information volume.
  142.  
  143.    Furthermore, measured rate billing is classified into calling- or
  144.    called-party billing.  The basic charge style for telecommunication
  145.    service is calling-party billing.
  146.  
  147.    o Calling-party billing
  148.  
  149.      - Usual telephone service
  150.  
  151.    o Called-party billing
  152.  
  153.      - The Free Dial service of NTT and the 800 telephone service.
  154.  
  155.    Basically, telecommunication service is designed for connection-
  156.    oriented, point-to-point, and bidirectional communication.  In the
  157.    case of measured-rate billing, usually the calling or the called
  158.    party pays the bidirectional communication charge.  In the case of
  159.    called-party billing, a function that allows incoming calls to be
  160.    accepted or refused based on the calling-party address, or a function
  161.    that restricts the calling-party addresses that are permitted to use
  162.    called-party billing, is indispensable.  This is because, the
  163.    communication charge that a called party is willing to accept is
  164.  
  165.  
  166.  
  167. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 3]
  168.  
  169. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  170.  
  171.  
  172.    usually limited.
  173.  
  174.    The current tendency in telecommunication-service tariff systems is
  175.    to change from measured-rate billing, which reflects link costs
  176.    accurately, to flat-rate billing, which simplifies the charging
  177.    system, and service tends to be provided by flat-rate billing inside
  178.    a single provider.  The tariff for services between provider is
  179.    usually the sum of the individual providers charges.  Flat-rate
  180.    billing, like that within a single provider, is not currently
  181.    realistic for services that cross providers.
  182.  
  183.  
  184. 2.2 Tariffs for Internet Service
  185.  
  186.    Classifications of basic styles and examples of the tariff system for
  187.    Internet service are shown below.
  188.  
  189.    o Flat-rate billing
  190.  
  191.      - Internet access via leased line, PVC-based frame relay, or ATM
  192.        In most cases, the tariff is based on bandwidth.
  193.  
  194.    o Measured-rate billing
  195.  
  196.      - Dialup Internet access using a modem or N-ISDN
  197.        In most cases, the tariff is based on time.
  198.  
  199.      - Internet access via leased line, PVC-based frame relay, or ATM
  200.        Some ISPs have adopted information-volume-based tariff systems.
  201.  
  202.    Note: Dialup access charges in this document do not include the basic
  203.    telephone fee.
  204.  
  205.    Until now, the tariff system for Internet access has mainly been
  206.    flat-rate billing, because measured-rate billing is technically
  207.    difficult to implement.  However, the development of new multimedia
  208.    applications, such as voice, audio, picture, and video communication,
  209.    has caused the traffic over the Internet to increase explosively.
  210.    The cost of using the public network service is lower than when using
  211.    a private network system, if users can share equipment and lines.
  212.    However, if the traffic from all its users is at a steady high rate,
  213.    the cost advantage of the public network service is lost.  Therefore,
  214.    Internet service tariff systems, although they use leased line
  215.    access, tend to adopt information-volume-based tariff systems.
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 4]
  224.  
  225. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  226.  
  227.  
  228. 3. Billing in the Resource Reservation Service
  229.  
  230. 3.1 Problems of Billing in Internet Service
  231.  
  232.    Basically, the tariff system for Internet service seems similar to
  233.    that for telecommunication service.  However, note that the tariff
  234.    system for Internet service based on the access method from the user
  235.    site to the ISP, is not based on the end-to-end communication method.
  236.    The Internet is a connection less and unreliable communication, and
  237.    some users are beginning to use it for multicast communication.  But,
  238.    the telecommunication is basically a connection-oriented, point-to-
  239.    point, and bidirectional form of communication, so telecommunication
  240.    and Intrenet communication are essentially different in some ways.
  241.  
  242.    Current Internet service does not allow billing based on end-to-end
  243.    user site distance.  This is because the structure of the IP address
  244.    is flat, rather than a layered structure that contains information
  245.    about the provider and region.  So information about distance for
  246.    billing purpose cannot be obtained from the IP address directly.
  247.  
  248.    Note: In this document, an address means an identifier, such as a
  249.    class A, B, or C IP address, that uniquely distinguishes an end
  250.    point.  It does not means a group identifier such as a class D
  251.    address.
  252.  
  253.    For Internet service, billing based on bandwidth can be provided, but
  254.    only for the line bandwidth between the user site and the ISP; it is
  255.    not based on the end-to-end user or application bandwidth, such as
  256.    the bandwidth in telecommunication services.
  257.  
  258.    Current Internet service, except for the dialup access, does not
  259.    allow billing based on time because the IP is a connection less
  260.    communication, and timing information about the beginning and ending
  261.    of billing is too difficult to obtain.
  262.  
  263.    Some current ISPs have adopted information-volume-based tariff
  264.    systems.  However, this billing is based on the information volume of
  265.    IP packets that are sent to or received from the user site and the
  266.    ISP.  Again, because the IP is a connection less and unreliable
  267.    communication, it is too difficult to provide billing based on the
  268.    information volume of IP packets that are actually used between end-
  269.    to-end users or applications.
  270.  
  271.    It is not impossible to provide both user billing, and application
  272.    provider billing over the Internet when particular services are used.
  273.    These forms of billing are equivalent to calling- and called-party
  274.    billing in telecommunication service.  However, obtaining the timing
  275.    information about the beginning and ending of application usage at
  276.  
  277.  
  278.  
  279. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 5]
  280.  
  281. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  282.  
  283.  
  284.    the IP layer is too difficult because the IP is a connection less
  285.    communication.  To have billing based on usage time, the service
  286.    application responsible for the bill must identify the user and
  287.    monitor the usage.  Also a billing process, where part of the billing
  288.    is transferred from the user to the service provider, must be
  289.    implemented.  As a result, the billing system complexity is
  290.    increased.
  291.  
  292.  
  293. 3.2 Improved Billing Using the Resource Reservation Setup Protocol
  294.  
  295.    As explained above, billing for current commercial Internet service
  296.    has many problems, but a resource reservation setup protocol may
  297.    solve these problems.
  298.  
  299.    For example, the resource reservation setup protocol ensures the
  300.    availability of end-to-end network resources, so billing based on
  301.    bandwidth (FlowSpec) between user sites may be possible.  Also, the
  302.    resource reservation setup protocol explicitly shows the resource
  303.    acquire and release timings, so billing based on time may be
  304.    feasible.
  305.  
  306.    The resource reservation setup protocol also guarantees QoS based on
  307.    the FlowSpec, so billing based on the information volume that is
  308.    actually used between end-to-end users or applications may also be
  309.    feasible.  Furthermore, there is a possibility that the billing for
  310.    each IP flow can be distributed to ether the sender or the receiver.
  311.  
  312.    However, the resource reservation setup protocol cannot solve the
  313.    problem of how billing can be based on distance because the flat
  314.    structure of the IP address does not change and it is still
  315.    impossible to obtain information about distance for billing from the
  316.    IP address directly even when the resource reservation setup protocol
  317.    is used.
  318.  
  319.  
  320. 4. Technical Model of the Resource Reservation Service
  321.  
  322.    This section looks at an unreliable, unidirectional, and tree-
  323.    structured multicast architecture as a technical model for a resource
  324.    reservation service.  The QoS to all receivers is assumed to be the
  325.    same, and flow merging is not examined.
  326.  
  327.  
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.  
  335. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 6]
  336.  
  337. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  338.  
  339.  
  340.                                   +---+
  341.                                   | S |
  342.                                   +---+
  343.                 +-----------------/---\-----------------+
  344.                 |              a /     \ b              |
  345.                 |               /       \               |
  346.                 |              / ISP-A  /\              |
  347.                 |             /        /  \             |
  348.                 |            /      c /    \ d          |
  349.                 +-----------/--------/------\-----------+
  350.                        +---+    +-------+    +---+
  351.                        |R1 |    |router |    |R2 |
  352.                        +---+    +-------+    +---+
  353.                 +-----------------/---\-----------------+
  354.                 |              e /     \ f              |
  355.                 |               /       \               |
  356.                 |              / ISP-B  /\              |
  357.                 |             /        /  \             |
  358.                 |            /      g /    \ h          |
  359.                 +-----------/--------/------\-----------+
  360.                        +---+      +---+      +---+
  361.                        |R3 |      |R4 |      |R5 |
  362.                        +---+      +---+      +---+
  363.  
  364.               Fig. 4.1: Resource Reservation Service Model.
  365.  
  366.    As shown in Fig. 4.1, ISP-A and ISP-B are interconnected, a sender S
  367.    and receivers R1 and R2 belong to ISP-A, and receivers R3, R4, and R5
  368.    belong to ISP-B.  The links shown in Fig. 4.1 represent the logical
  369.    links that connect the regions which decide the tariff, not the
  370.    physical links that connect users.  This section studies the receiver
  371.    billing and the sender billing resource reservation service with this
  372.    model.
  373.  
  374.  
  375. 4.1 Receiver Billing
  376.  
  377.    When the resource reservation service is provided under receiver
  378.    billing, the problem is how to bill for the shared links, such as b,
  379.    c, and f.  The shared link cost must be distributed and billed to
  380.    receivers based on some rule.
  381.  
  382.    One solution inside a single ISP is to adopt a tariff system that
  383.    does not depend on how the links shared between receivers.  Billing
  384.    that is based on the cost of the links that make up the multicast
  385.    tree is equivalent to billing based on distance.  Therefore, billing
  386.    that does not depend on the link sharing approach is equivalent to
  387.    billing that is not based on distance.  This means the billing can be
  388.  
  389.  
  390.  
  391. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 7]
  392.  
  393. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  394.  
  395.  
  396.    based on bandwidth (FlowSpec), time, and information volume.
  397.  
  398.    For example, if an interconnected destination ISP is regarded as a
  399.    receiver, ISP-A bills to R1, R2 and ISP-B, and ISP-B bills to R3, R4,
  400.    and R5 [3].  The billing from ISP-A to ISP-B is distributed based on
  401.    some rule, and is added to the base charge in ISP-B.  If a large
  402.    number of users join the multicast and the statistical tendency of
  403.    network utilization is known, it is possible to provide this type of
  404.    tariff system, although it does not accurately reflect communication
  405.    costs.
  406.  
  407.    Another solution is to distribute the shared link cost among the
  408.    receivers that share the link.  For example, the cost of link b would
  409.    be shared by R2, R3, R4 and R5.  This method does reflect accurate
  410.    communication costs.  However, in practice it is difficult to
  411.    implement the billing system since the complexity of computing the
  412.    cost of the shared link, located near a sender like b, is increased
  413.    because the receiver can dynamically join and leave the multicast
  414.    tree.
  415.  
  416.    Therefore, in the case of receiver billing, if many users join the
  417.    multicast and the statistical tendency of network utilization is
  418.    known, billing based on bandwidth (FlowSpec), time, and information
  419.    volume can be provided.
  420.  
  421.  
  422. 4.2 Sender Billing
  423.  
  424.    When the resource reservation service is provided under the sender
  425.    billing, the problem due to the shared link is avoided, because there
  426.    is no need to distribute the shared link cost.  In the above model,
  427.    the sender would be billed for the link costs from a to h.
  428.  
  429.    Therefore, with sender billing, billing based on accurate link costs
  430.    can be provided.  Billing based on the link cost is equivalent to
  431.    billing based on distance.  However, information about distance for
  432.    billing cannot be obtained from the IP address directly.  Therefore,
  433.    a database that can extract information about distance from the
  434.    destination IP address is needed to enable billing based on the link
  435.    cost.
  436.  
  437.    This is also true for sender billing: if a number of users join the
  438.    multicast and the statistical tendency of network utilization is
  439.    known, it is possible to provide billing based on bandwidth
  440.    (FlowSpec), time, and information volume.  That is, the sender pays
  441.    for the billing to R1, R2, and ISP-B in ISP-A, and to R3, R4, and R5
  442.    in ISP-B.
  443.  
  444.  
  445.  
  446.  
  447. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 8]
  448.  
  449. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  450.  
  451.  
  452.    Therefore, with sender billing, if a database is implemented that can
  453.    extract information about distance for billing from the destination
  454.    IP address, it will be possible to provide billing based on distance,
  455.    bandwidth (FlowSpec), time, and information volume.  And if many
  456.    users join the multicast and the statistical tendency of network
  457.    utilization is known, it will also be possible to provide billing
  458.    based on bandwidth (FlowSpec), time, and information volume.
  459.  
  460.  
  461. 5. Application Model for the Resource Reservation Service
  462.  
  463.    This section examines the following multimedia applications to
  464.    develop an application model for the resource reservation service.
  465.  
  466.    o Broadcast-type application model
  467.  
  468.    o Advertisement-type application model
  469.  
  470.    o Conference-type application model
  471.  
  472.    Methods of implementing the application model using the technical
  473.    model described in the previous section are also examined.
  474.  
  475.  
  476. 5.1 Broadcast-type Application Model
  477.  
  478.    We assume that the broadcast-type application model has the following
  479.    features.
  480.  
  481.    o The application provider broadcasts to receivers using the
  482.      multicast, and, in practice, the application is open to the public.
  483.  
  484.    o Many receivers subscribe to the broadcast, and the statistical
  485.      tendency of network utilization is known.
  486.  
  487.    o Joining the multicast tree is initiated from the receiver.
  488.  
  489.    o The receiver pays the full amount billed.
  490.  
  491.    o The billing is based on information volume or bandwidth (FlowSpec)
  492.      and time, and not on distance.
  493.  
  494.    Features of this model correspond to receiver billing in the
  495.    technical model, so it is appropriate for this model to be supported
  496.    by it.  Therefore, receiver billing based on bandwidth (FlowSpec) and
  497.    time, or information volume can be provided.
  498.  
  499.  
  500.  
  501.  
  502.  
  503. Suzuki                    Expires March, 1998                   [Page 9]
  504.  
  505. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  506.  
  507.  
  508. 5.2 Advertisement-type Application Model
  509.  
  510.    We assume that the advertisement-type application model has the
  511.    following features.
  512.  
  513.    o The application provider advertises to receivers using the
  514.      multicast, and, in practice, the application is open to the public.
  515.  
  516.    o Many receivers subscribe to the advertisement, and the statistical
  517.      tendency of network utilization is known.
  518.  
  519.    o Joining the multicast tree is initiated from the receiver side.
  520.  
  521.    o The application provider pays the full amount billed.
  522.  
  523.    o A function that restricts the region in which the receiver is
  524.      permitted to join, or a function that decides whether to accept or
  525.      refuse the joining request based on the IP address of the receiver
  526.      or based on the tariff to be billed, is indispensable.  This is
  527.      because the communication charge that is acceptable to an
  528.      application provider is usually limited.
  529.  
  530.    Features of this model roughly correspond to sender billing in the
  531.    technical model, so it is appropriate for this model to be supported
  532.    by it.  But this model needs a function that restricts the region in
  533.    which the receiver is permitted to join, or a function that decides
  534.    whether to accept or refuse the joining request based on the IP
  535.    address of the receiver or based on the tariff to be billed.
  536.  
  537.    If the region that the receiver is permitted to join is simply
  538.    restricted by the ISP boundary, the model can be implemented by
  539.    restricting the IP flow forwarding between ISPs.
  540.  
  541.    But if the decision to accept or refuse the joining request is based
  542.    on the IP address of the receiver or based on the tariff to be
  543.    billed, a database that can extract information about permission or
  544.    distance for billing from the destination IP address is needed.  In
  545.    the resource reservation setup protocol, a procedure that supports
  546.    this kind of processing is also needed.
  547.  
  548.    However, if this procedure is processed only by the sender, and the
  549.    number of receivers significantly increases, saturation of the sender
  550.    protocol processing may occur.  Therefore, an intermediate node is
  551.    needed inside the multicast tree, and this intermediate node will
  552.    decide whether to accept or refuse the joining request.
  553.  
  554.  
  555.  
  556.  
  557.  
  558.  
  559. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 10]
  560.  
  561. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  562.  
  563.  
  564.    Therefore, in the advertisement-type application model, if the region
  565.    that the receiver is permitted to join is simply restricted by the
  566.    ISP boundary, it is appropriate for this model to be supported by the
  567.    sender billing in the technical model.  Thus, sender billing based on
  568.    bandwidth (FlowSpec) and time, or information volume, can be
  569.    provided.
  570.  
  571.    If the decision to accept or refuse the joining request is based on
  572.    the IP address of the receiver or based on the tariff to be billed,
  573.    in addition to the sender billing in the technical model, a database,
  574.    that can extract information about permission or distance for billing
  575.    from the destination IP address is needed.  In the resource
  576.    reservation setup protocol, a procedure that supports this process is
  577.    also needed.  In this case, it can be provided by sender billing
  578.    based on distance, bandwidth (FlowSpec) and time, or information
  579.    volume.
  580.  
  581.  
  582. 5.3 Conference-type Application Model
  583.  
  584.    We assume that the conference-type application model has the
  585.    following features.
  586.  
  587.    o The conference is held by a small number of participants.
  588.  
  589.    o The statistical tendency of network utilization in the conference
  590.      depends on each conference style and the tendency is hard to
  591.      estimate.
  592.  
  593.    o Joining the conference is initiated by each participant. That is
  594.  
  595.      - Joining the multicast tree from an existing participant or
  596.        receiving information from the conference server is initiated by
  597.        the receiver.
  598.  
  599.      - Construction of the multicast tree for existing participants or
  600.        information sent to the conference server is initiated by the
  601.        sender.
  602.  
  603.    o Management of conference participants is indispensable.  A function
  604.      that can decide to accept or refuse a participation request based
  605.      on the IP address of the potential participant, or a similar
  606.      function is needed.
  607.  
  608.    To avoid establishing an unreasonably expensive tariff for short
  609.    distance communications, this model needs billing based on accurate
  610.    link costs, because the tendency of network utilization is hard to
  611.    estimate.
  612.  
  613.  
  614.  
  615. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 11]
  616.  
  617. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  618.  
  619.  
  620.    Therefore, in this model, in addition to the sender billing from the
  621.    technical model, a database that can extract information about
  622.    permission and distance for billing from the destination IP address
  623.    is needed.  In the resource reservation setup protocol, a procedure
  624.    that supports this process is also needed.  In this case, it can be
  625.    provided by sender billing based on distance, bandwidth (FlowSpec)
  626.    and time, or information volume.
  627.  
  628.  
  629. 6. Architecture of the Resource Reservation Setup Protocol
  630.  
  631.    Combinations of the billing side and the initiating side in a joining
  632.    request in the resource reservation setup protocol based on the above
  633.    studies are shown in Table 6.1.
  634.  
  635.    Table 6.1: Combinations of Billing and Initiating Sides of Joining Request.
  636.  
  637.            +---------------+---------------+---------------+
  638.            |  Application  | Billing Side  |Initiating Side|
  639.            +===============+===============+===============+
  640.            |   Broadcast   |   Receiver    |   Receiver    |
  641.            +---------------+---------------+---------------+
  642.            | Advertisement |    Sender     |   Receiver    |
  643.            +---------------+---------------+---------------+
  644.            |   Conference  |    Sender     |Sender,Receiver|
  645.            +---------------+---------------+---------------+
  646.  
  647.    In addition to supporting all the above combinations of the billing
  648.    side and the initiating side in a joining request, the commercial
  649.    resource reservation service must satisfy the following requirements
  650.    for sender billing.
  651.  
  652.    o A function is needed that restricts the region that a receiver is
  653.      permitted to join, or that decides whether to accept or refuse the
  654.      joining request based on the receiver IP address and/or on the
  655.      tariff to be billed.
  656.  
  657.    o If the application is open to the public, an intermediate node that
  658.      decides whether to accept or refuse the joining request is needed
  659.      inside the multicast tree.
  660.  
  661.    To achieve the combination of a sender billed and receiver initiated
  662.    joining request, the resource reservation setup protocol must support
  663.    a resource reservation procedure that is initiated by acceptance of a
  664.    joining request from a receiver.  Therefore, the following sender
  665.    initiation basis protocol is a natural architecture for the
  666.    commercial resource reservation service.
  667.  
  668.  
  669.  
  670.  
  671. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 12]
  672.  
  673. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  674.  
  675.  
  676.    o The basis of the resource reservation setup protocol is sender
  677.      initiation.  That is, as shown in Fig. 6.1, the sender explicitly
  678.      designates the receiver address, sends a resource reservation setup
  679.      message (SETUP), and constructs the multicast tree.
  680.  
  681.                                   +---+
  682.                          +--------| S |--------+
  683.                          |        +---+        |
  684.                 +--------|--------/-|-\--------|--------+
  685.                 |        |       /  |  \       |        |
  686.                 |        |      /   |   \      |        |
  687.                 |      SETUP   /  SETUP /\   SETUP      |
  688.                 |        |    /     |  /  \    |        |
  689.                 |        |   /      | /    \   |        |
  690.                 +--------|--/------ | ------\--|--------+
  691.                        +-V-+    +---V---+    +-V-+
  692.                        |R1 |    |       |    |R2 |
  693.                        +---+    |router |    +---+
  694.                          +------|       |------+
  695.                          |      +-------+      |
  696.                 +--------|--------/-|-\--------|--------+
  697.                 |        |       /  |  \       |        |
  698.                 |        |      /   |   \      |        |
  699.                 |      SETUP   /  SETUP /\   SETUP      |
  700.                 |        |    /     |  /  \    |        |
  701.                 |        |   /      | /    \   |        |
  702.                 +--------|--/------ | ------\--|--------+
  703.                        +-V-+      +-V-+      +-V-+
  704.                        |R3 |      |R4 |      |R5 |
  705.                        +---+      +---+      +---+
  706.  
  707.                        Fig. 6.1: Sender Initiation.
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714.  
  715.  
  716.  
  717.  
  718.  
  719.  
  720.  
  721.  
  722.  
  723.  
  724.  
  725.  
  726.  
  727. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 13]
  728.  
  729. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  730.  
  731.  
  732.    o In the case of receiver initiation, as shown in Fig. 6.2, the
  733.      receiver explicitly sends the joining request message (JOIN), and
  734.      if the sender accepts it, the sender sends a resource reservation
  735.      setup message to the receiver.
  736.  
  737.                                   +---+
  738.                                   | S |
  739.                                   +A--+
  740.                 +-----------------/|-|\-----------------+
  741.                 |                / | | \                |
  742.                 |               /  | |  \               |
  743.                 |              JOIN| |SETUP             |
  744.                 |             /    | | /  \             |
  745.                 |            /     | |/    \            |
  746.                 +-----------/------|-|------\-----------+
  747.                        +---+    +----V--+    +---+
  748.                        |R1 |    |       |    |R2 |
  749.                        +---+    |router |    +---+
  750.                         +------->       |
  751.                         | +---- +-------+
  752.                 +-------|-|-------/---\-----------------+
  753.                 |       | |      /     \                |
  754.                 |       | |     /       \               |
  755.                 |   JOIN| |SETUP        /\              |
  756.                 |       | |   /        /  \             |
  757.                 |       | |  /        /    \            |
  758.                 +-------|-|-/--------/------\-----------+
  759.                        +--V+      +---+      +---+
  760.                        |R3 |      |R4 |      |R5 |
  761.                        +---+      +---+      +---+
  762.  
  763.                       Fig. 6.2: Receiver Initiation.
  764.  
  765.  
  766.  
  767.  
  768.  
  769.  
  770.  
  771.  
  772.  
  773.  
  774.  
  775.  
  776.  
  777.  
  778.  
  779.  
  780.  
  781.  
  782.  
  783. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 14]
  784.  
  785. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  786.  
  787.  
  788.    o However, if the application is open to the public, as shown in Fig.
  789.      6.3, the intermediate node inside the multicast tree that decides
  790.      whether to accept or refuse the joining request, may send a
  791.      resource reservation setup message as a response to the joining
  792.      request message.
  793.  
  794.                                   +---+
  795.                                   | S |
  796.                                   +---+
  797.                 +-----------------/---\-----------------+
  798.                 |                /     \                |
  799.                 |               /       \               |
  800.                 |              /        /\              |
  801.                 |             /        /  \             |
  802.                 |            /        /    \            |
  803.                 +-----------/--------/------\-----------+
  804.                        +---+    +-------+    +---+
  805.                        |R1 |    |       |    |R2 |
  806.                        +---+    | node  |    +---+
  807.                         +------->       |
  808.                         | +---- +-------+
  809.                 +-------|-|-------/---\-----------------+
  810.                 |       | |      /     \                |
  811.                 |       | |     /       \               |
  812.                 |   JOIN| |SETUP        /\              |
  813.                 |       | |   /        /  \             |
  814.                 |       | |  /        /    \            |
  815.                 +-------|-|-/--------/------\-----------+
  816.                        +--V+      +---+      +---+
  817.                        |R3 |      |R4 |      |R5 |
  818.                        +---+      +---+      +---+
  819.  
  820.                        Fig. 6.3: Intermediate Node.
  821.  
  822.  
  823. 7. Conclusions
  824.  
  825.    This document studied technical and application models of the
  826.    resource reservation service, and clarified the followings in terms
  827.    of an architecture for the resource reservation setup protocol.
  828.  
  829.    o The basis of the resource reservation setup protocol is sender
  830.      initiation.  That is, the sender explicitly designates the receiver
  831.      address, sends a resource reservation setup message and constructs
  832.      a multicast tree.
  833.  
  834.    o In the case of receiver initiation, the receiver explicitly sends a
  835.      joining request message; if the sender accepts it, the sender sends
  836.  
  837.  
  838.  
  839. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 15]
  840.  
  841. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  842.  
  843.  
  844.      a resource reservation setup message to the receiver.
  845.  
  846.    o However, if the application is open to the public, an intermediate
  847.      node inside the multicast tree decides whether to accept or refuse
  848.      the joining request, and may send a resource reservation setup
  849.      message as a response to the joining request message.
  850.  
  851.    Finally, if the billing policies of ISPs are fundamentally different
  852.    from each other in the commercial resource reservation service, it
  853.    will be difficult to achieve smooth interconnection.  Therefore, the
  854.    author believes that ISPs need to conclude agreements or to clarify
  855.    recommendations concerning minimum common billing policies for the
  856.    resource reservation service, especially on the definition of
  857.    distance for billing purpose.
  858.  
  859.  
  860. References
  861.  
  862.       [1] L. Delgrossi and L. Berger, Ed., "Internet Stream Protocol
  863.       Version 2 (ST2) Protocol Specification - Version ST2+," RFC 1819,
  864.       August 1995.
  865.  
  866.       [2] R. Braden Ed., "Resource ReSerVation Protocol (RSVP)-Version 1
  867.       Functional Specification," RFC 2205, September 1997.
  868.  
  869.       [3] S. Herzog, "Policy Control for RSVP: Architectural Overview,"
  870.       Internet Draft, November 1996, <draft-ietf-rsvp-policy-arch-
  871.       01.ps>.
  872.  
  873.  
  874. Acknowledgments
  875.  
  876.       This document is based on my discussions with many colleagues at
  877.       NTT.  I would like to specially thank Hiroshi Ishikawa, Sadahiko
  878.       Kanou, Masaru Nishi, Satoshi Takamatsu, and Hideaki Arai of the
  879.       NTT Network Strategy Planning Dept., and also Hisao Uose of the
  880.       NTT Multimedia Networks Labs. for their valuable comments.
  881.  
  882.       And I would also like to especially thank Joel Halpern and James
  883.       Watt of Newbridge Networks for their valuable comments and
  884.       suggestions.
  885.  
  886.       Also this document is based on various discussions during NTT
  887.       Multimedia Joint Project with NACSIS.  I would like to thank
  888.       Professor Shoichiro Asano of the National Center for Science
  889.       Information Systems for his invaluable advice in this area.
  890.  
  891.  
  892.  
  893.  
  894.  
  895. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 16]
  896.  
  897. INTERNET DRAFT   draft-suzuki-res-resv-svc-arch-02.txt   September, 1997
  898.  
  899.  
  900. Author's Address
  901.  
  902.       Muneyoshi Suzuki
  903.       NTT Multimedia Networks Laboratories
  904.       3-9-11, Midori-cho
  905.       Musashino-shi, Tokyo 180, Japan
  906.  
  907.       Phone: +81-422-59-2119
  908.       Fax:   +81-422-59-3203
  909.       EMail: suzuki@nal.ecl.net
  910.  
  911.  
  912.  
  913.  
  914.  
  915.  
  916.  
  917.  
  918.  
  919.  
  920.  
  921.  
  922.  
  923.  
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929.  
  930.  
  931.  
  932.  
  933.  
  934.  
  935.  
  936.  
  937.  
  938.  
  939.  
  940.  
  941.  
  942.  
  943.  
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948.  
  949.  
  950.  
  951. Suzuki                    Expires March, 1998                  [Page 17]
  952.  
  953.